[PDF] Mathématiques appliquées à l’électrotechnique



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MATH : EXERCICES SUPPLEMENTAIRES

Enon er les propriétés de l’addition d’entiers Propriétés Généralisation L’addition est ommutative Pour tout a, b entier : a + b = b + a L’addition est assoiative Pour tout a, b, c entier : a + b + c = (a + b) + c = a + (b + c) 0 est l’élément neutre de l’addition Pour tout a entier : 0 + a = a = a + 0



CHAPITRE Opérations dans R - Serveur de mathématiques

CHAPITRE 3 Opérations dans R 1 Propriétés de l'addition dans R (I, +) (∀ ∈ + ∈ab a b, R R)La somme de deux nombres réels est encore un nombre réel On dit que l'addition est interne dans R



VECTEURS DE L’ESPACE - Les cours et exercices corrigés de

Propriété :L’addition dans a les propriétés suivantes : L’addition dans est commutative : ∀ ∈ et ∀ v ∈ u v v u L’addition dans est associative ∀ ∈ et ∀ ∈ et ∀ w ∈ w 0 Est l’élément neutre pour l’addition dans ∀ ∈ : u00 Tout vecteur de admet un opposé noté u u 0 Puisque la somme de de deux vecteurs



Mathématiques appliquées à l’électrotechnique

Les nombres à additionner sont appelés termes de l'addition Propriétés de l'addition Commutativité a + b = b + a L'ordre des termes est sans importance Associativité a + b + c = (a + b) + c = a + (b + c) Les regroupements de certains termes sont possibles Zéro est un élément neutre pour l'addition a + 0 = a Ajouter zéro ne change rien



MATHÉMATIQUES POURL’ÉCONOMIE - Dunod

Exercices 22 Solutions 24 Chapitre 2 Les ensembles numériques ℕ, ℤ, ℚ, ℝ 26 1 Les entiers naturels ℕ 27 1 1 Propriétés de l’addition et de la multiplication 27 1 2 Le raisonnement par récurrence 28 1 3 Le signe ∑ 30 1 4 Les nombres ???????? ???? 33 2 L’ensemble ℝ des nombres réels 36 2 1 Insuffisance des ensembles



L’outil vectoriel et géométrie - Plus De Bonnes Notes

2 3 Propriétés de l’addition de deux vecteurs Propriété 2 : Propriétés de l’addition de deux vecteurs On retrouve les mêmes propriétés dans l’addition de deux vecteurs que dans l’addition de deux nombres 1) L’addition de deux vecteurs est commutative : ~u+~v =~v+~u 2) L’addition de trois vecteurs est associative :



Les exercices proposés sont dans la continuité des activités

propriétés de linéarité pour l’addition et pour la multiplication par un nombre) L’objectif n’est pas, à ce stade, de mettre en avant telle ou telle procédure particulière, mais de permettre à l’enfant de disposer d’un répertoire de procédures, s’appuyant toujours sur le



VECTEURS DE L’ESPACE - AlloSchool

L’addition dans est associative ∀ ∈ et ∀ ∈ et ∀ w ∈ u v w v u w 0 Est l’élément neutre pour l’addition dans ∀ ∈ : u u u 00 Tout vecteur de admet un opposé noté u u u u u 0 Puisque la somme de de deux vecteurs vérifie les quatre propriétés précédentes on dit que : ( , +) est un groupe commutatif Soient et deux



TRAVAUX DIRIGES DE CHIMIE INORGANIQUE

orbitales d d'après le modèle du champ cristallin En déduire les propriétés magnétiques de ces deux complexes (Fe: Z = 26) 3 - Pour le cation [Ti(H20)6] 3+ le passage de l’unique électron d de t 2g en eg s’effectue par absorption d’un photon λ = 493 nm Calculer dans ce cas ΔE en eV, cm-1 et kJ mol-1

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Mathématiques

appliquées à l'électrotechnique

Luc De Mey Année 2016-2017

Ces notes de cours sont tant qu'à présent en cours d'élaboration. Elles sont complétées par des pages web à l'adresse suivante : http://courstechinfo.be/Math/Elec/

Ces pages web contiennent des exercices interactifs afin de permettre aux étudiants d'apprivoiser les

sujets abordés plus facilement encore. Je remercie d'avance les lecteurs qui voudront bien me faire part de leurs remarques éventuelles. Ainsi par exemple, bien que soucieux de ne laisser aucune faute, de calcul ou d'orthographe, je ne doute pas qu'il en reste. Quand vous en trouver, merci de me les signaler en adressant votre courrier à lucdemey@outlook.be

Table des matières 1. Opérations arithmétiques ............................................................................................................ 1-1

Vocabulaire des opérations .............................................................................................................. 1-2

L'addition .......................................................................................................................................... 1-3

Définition ...................................................................................................................................... 1-3

Propriétés de l'addition ................................................................................................................ 1-3

Somme algébrique........................................................................................................................ 1-3

Somme de grandeurs ................................................................................................................... 1-3

Addition écrite .............................................................................................................................. 1-4

Exercices ....................................................................................................................................... 1-4

La soustraction ................................................................................................................................. 1-7

Définition ...................................................................................................................................... 1-7

Propriété de la soustraction ......................................................................................................... 1-7

Soustraction écrite ....................................................................................................................... 1-8

Quelques trucs pour soustraire mentalement ............................................................................. 1-8

Exercices ....................................................................................................................................... 1-8

La multiplication ............................................................................................................................. 1-10

1. Définition ............................................................................................................................ 1-10

Propriétés de la multiplication ................................................................................................... 1-11

Multiplication écrite ................................................................................................................... 1-11

Calcul mental .............................................................................................................................. 1-11

Exercices ..................................................................................................................................... 1-12

La division ....................................................................................................................................... 1-14

1. Définition ............................................................................................................................ 1-14

Propriétés de la division ............................................................................................................. 1-14

Divisions entières........................................................................................................................ 1-15

Division écrite ............................................................................................................................. 1-15

Diviser mentalement .................................................................................................................. 1-15

Exercices ..................................................................................................................................... 1-16

2. Les unités de mesure .................................................................................................................... 2-1

Objectif ............................................................................................................................................. 2-1

Le système métrique ........................................................................................................................ 2-1

Les abaques de conversion ............................................................................................................... 2-2

Unités de base et unités dérivées du SI............................................................................................ 2-3

L'écriture des unités ......................................................................................................................... 2-4

Écriture en toutes lettres.............................................................................................................. 2-4

Symboles des unités - Majuscules ou minuscules ? ...................................................................... 2-4

Luc De Mey Table des matières 4

Mathématiques appliquées au domaine technique

Préfixes multiples et sous-multiples de 1000 ............................................................................... 2-4

Unités composées ......................................................................................................................... 2-5

3. Fractions ....................................................................................................................................... 3-1

Définition .......................................................................................................................................... 3-1

" Dénomination » ......................................................................................................................... 3-1

Numérateur .................................................................................................................................. 3-2

Nombres entiers et nombres décimaux ....................................................................................... 3-2

Comparons des fractions .................................................................................................................. 3-2

Transformation des fractions ........................................................................................................... 3-3

Simplification .................................................................................................................................... 3-3

Aditions et soustractions .................................................................................................................. 3-4

Multiplication de fractions ............................................................................................................... 3-5

Division de fractions ......................................................................................................................... 3-5

Exercices ........................................................................................................................................... 3-6

4. Puissances de 10 ........................................................................................................................... 4-1

Utilité des puissances de 10 ............................................................................................................. 4-1

Conventions d'écriture ..................................................................................................................... 4-1

Notation scientifique normalisée ..................................................................................................... 4-2

Kilo, méga, giga ... milli, micro, nano ... ........................................................................................... 4-2

Notation ingénieur Puissances de 1000 ....................................................................................... 4-3

En pratique ....................................................................................................................................... 4-3

Calculs avec puissances de 10 .......................................................................................................... 4-4

5. Couplage de résistances en série ................................................................................................. 5-1

Définition .......................................................................................................................................... 5-1

Répartition du courant et des tensions ............................................................................................ 5-1

Exercice ............................................................................................................................................. 5-1

Exercices ........................................................................................................................................... 5-2

Applications ...................................................................................................................................... 5-2

Résistance additionnelle............................................................................................................... 5-2

Pont diviseur de tension ............................................................................................................... 5-3

6. Couplage de résistances en parallèle ........................................................................................... 6-1

Description du montage ................................................................................................................... 6-1

Résistance équivalente ..................................................................................................................... 6-1

Analogie hydraulique - Conductance ............................................................................................... 6-1

Cas particuliers ................................................................................................................................. 6-2

Exercices ........................................................................................................................................... 6-2

7. Couplage de résistances - Circuits mixtes .................................................................................... 7-1

Exercices ........................................................................................................................................... 7-1

8. Lois de Pouillet et de Matthiessen ............................................................................................. 11-1

La résistivité .................................................................................................................................... 11-1

La longueur ..................................................................................................................................... 11-1

La section ........................................................................................................................................ 11-1

Influence de la température - Loi de Matthiessen ........................................................................ 11-2

Exercices ......................................................................................................................................... 11-3

9. Équation du premier degré ........................................................................................................ 11-1

Objectifs.......................................................................................................................................... 12-1

Qu'est-ce qu'une équation ? .......................................................................................................... 12-1

Résolution des équations ............................................................................................................... 12-1

Exercices ......................................................................................................................................... 12-2

10. Coordonnées cartésiennes ........................................................................................................... 8-1

11. Proportionnalités .......................................................................................................................... 9-1

Grandeurs directement proportionnelles ...................................................................................... 10-1

Coefficients de proportionnalité .................................................................................................... 10-1

Grandeurs inversement proportionnelles ...................................................................................... 10-2

Règle de trois .................................................................................................................................. 10-3

Méthode du passage à l'unité .................................................................................................... 10-3

Exercices ......................................................................................................................................... 10-4

Représentation algébrique d'une proportion directe .................................................................... 10-5

Exercices ......................................................................................................................................... 10-5

12. Pourcentages ................................................................................................................................ 9-1

Introduction ...................................................................................................................................... 9-1

Qu'est-ce qu'un pourcentage ? ........................................................................................................ 9-1

Exercices ....................................................................................................................................... 9-2

Pourcents en plus ou en moins ........................................................................................................ 9-2

On n'additionne pas des € et des % ............................................................................................. 9-2

Risques d'erreurs .............................................................................................................................. 9-3

Exercices ........................................................................................................................................... 9-3

13. Éléments de trigonométrie ........................................................................................................ 11-1

Les triangles .................................................................................................................................... 14-1

Classification des triangles ......................................................................................................... 14-1

Droites particulières ................................................................................................................... 14-1

Propriétés des angles d'un triangle ............................................................................................ 14-1

Le triangle rectangle ....................................................................................................................... 14-2

Théorème de Pythagore ............................................................................................................. 14-2

Une corde en guise d'équerre .................................................................................................... 14-2

Exercices ..................................................................................................................................... 14-3

Luc De Mey Table des matières 6

Mathématiques appliquées au domaine technique

Les fonctions trigonométriques ..................................................................................................... 14-4

Objectif ....................................................................................................................................... 14-4

Les angles du triangle rectangle ................................................................................................. 14-4

Dimensions d'un triangle rectangle............................................................................................ 14-4

SOH CAH TOA ................................................................................................................................. 14-4

Trois formules à retenir .............................................................................................................. 14-5

Connaissant un angle et un côté, calculer la longueur d'un autre côté ..................................... 14-5

Exercices ......................................................................................................................................... 14-6

Connaissant les longueurs de deux côtés, calculer la valeur d'un angle.................................... 14-7

Exercices ......................................................................................................................................... 14-7

14. Disjoncteur magnéto-thermique ................................................................................................ 15-1

Surchage ...................................................................................................... Erreur ! Signet non défini.

Court_circuit ................................................................................................ Erreur ! Signet non défini.

Le disjoncteur magnéto-thermique ............................................................................................... 15-1

L'élément thermique ...................................................................................................................... 15-2

L'élément magnétique ................................................................................................................... 15-3

Courbes de déclenchement des disjoncteurs ................................................................................ 15-3

15. Solutions des exercices ............................................................................................................... 16-1

1-1

1. Opérations arithmétiques

Objectifs

1-1

Vocabulaire des opérations

1-2

L'addition

1-3

La soustraction

1-6

La multiplication

1-9

La division

1-13

Objectifs

Comprendre la signification des opérations fondamentales. Connaître et savoir utiliser le vocabulaire propre à ces opérations. Maîtriser le calcul mental pour des valeurs simples. Savoir faire les opérations fondamentales par écrit.

Apprendre à faire ces calculs avec une calculatrice. Nous avons tous appris dans notre enfance les "quatre opérations". Toujours vues

dans le même ordre : l'addition, puis la soustraction, la multiplication et la division. L'apprentissage

progressif de chacune de ces opérations s'appuie sur une bonne compréhension de la précédente. On

demande aux élèves de l'enseignement fondamental de parvenir à faire mentalement des calculs

simples et, par écrit, des calculs avec des nombres de plusieurs chiffres. L'étude des tables de

multiplication fut pour ce faire un passage laborieux qui a demandé aux jeunes élèves que vous étiez

des heures de travail. Il y a de fortes chances que par la suite vous ayez appris à élever un nombre au carré

puis au cube. Vous avez découvert les exposants et plus tard les racines. D'autres opérations pour

lesquelles les calculatrices deviennent parfois indispensables. Vous deviniez à ce moment qu'outre les

opérations arithmétiques de base, il devait en exister bien d'autres encore et que vous n'utiliserez

probablement jamais toutes les touches des calculatrices scientifiques. C'est vers l'âge de 12 ans que l'on apprend à faire des calculs non plus avec des

nombres mais avec des lettres censées représenter des variables. Les préadolescents de cet âge sont

devenus capables de penser aux opérations arithmétiques de manière abstraite sans les appliquer

directement à des nombres précis. Ils sont à même de comprendre certaines propriétés de ces

opérations telles que l'associativité, la commutativité, la distributivité etc. Toutes ces notions étant

indispensables pour être capable un jour de résoudre des équations, étudier des fonctions et

transformer des formules. Bref savoir utiliser le langage mathématique pour traiter des problèmes

techniques, commerciaux ou scientifiques. Ce premier chapitre se limite à revenir sur les notions fondamentales que sont les

opérations arithmétiques. C'est un retour aux notions de départ, un rappel utile à ceux qui n'ont plus

fait de calculs depuis longtemps et qui faute d'en avoir eu l'utilité, ont oublié tout cela.

Luc De Mey Opérations arithmétiques 1-2 Vocabulaire des opérations Les opérations arithmétiques sont les opérations que l'on peut faire sur des nombres.

Les nombres sur lesquels vont porter les opérations sont appelés opérandes L'opération proprement dite est représentée par un signe opérateur particulière : mise en exposant, utilisation de nom de fonctions tels que log ou mod.

Le signe égal (=) précède la réponse.

Chacun aura reconnu les quatre opérations de base : l' addition , la soustraction , la multiplication et la division La division entière , aussi appelée division Euclidienne , s'utilise quand le résultat ne peut être qu'un

nombre entier. (Comment distribuer équitablement 11 caramels à 5 enfants ?) Il n'est pas rare que les

mathématiciens ne s'intéressent qu'au reste de la division entière (les deux derniers chiffres des

numéros de compte en banque sont le reste de la division de ce n° de compte par 97)

Les calculs de

puissances et de racines sont à la portée des collégiens lorsque les exposants sont des nombres entiers. Cela se complique et devient beaucoup plus abstrait lorsque les exposants sont des nombres réels et donc pas nécessairement entiers ou positifs. 1-3

L'addition Définition L'addition numérique vise à exprimer par un seul nombre, appelé somme, la quantité que représente

l'ensemble des nombres ajoutés.

L'addition de deux grandeurs physiques donne une grandeur physique de même nature qui résulte de

la réunion des valeurs ajoutées.

Du point de vue numérique, l'addition est l'opération la plus élémentaire. Compter, c'est déjà

additionner.

Le résultat de l'addition est appelé

somme ou total

Les nombres à additionner sont appelés

termes de l'addition.

Propriétés de l'addition Commutativité

a + b = b + a

L'ordre des termes est sans importance.

Associativité

a + b + c = (a + b) + c = a + (b + c) Les regroupements de certains termes sont possibles. Zéro est un élément neutre pour l'addition a + 0 = a

Ajouter zéro ne change rien.

Somme algébrique Les nombres et les grandeurs peuvent avoir des valeurs négatives. Ajouter une valeur négative revient à faire une soustraction.

Exemples : 18

+ (-5) = 18 - 5 = 13 " Plus par moins = moins

-5° +7° = 2° Si après un gel à -5°C, la température remonte de 7°, c'est qu'il fait 2°C

Somme de grandeurs Puisque notre but est de faire des mathématiques appliquées, considérons que les valeurs à

additionner puissent être autre chose que des nombres purs sans dimensions. Sachons faire la distinction entre " nombres abstraits » et " grandeurs » :

3 < 50 (3 est inférieur à 50) c'est une comparaison entre deux nombres purs, abstraits, sans dimension.

Mais 3 km > 50 cm (3 km est supérieur à 50 cm) c'est la comparaison de deux grandeurs L'addition est une opération qui s'effectue sur des grandeurs de même espèce. La somme est une grandeur de même nature que les termes de l'addition. Quand par exemple on additionne deux distances ont obtient une distance, et si on additionne deux

nombres sans unité le résultat est lui aussi un nombre sans unité. Quand les grandeurs à additionner,

Luc De Mey Opérations arithmétiques 1-4 bien que de même nature sont exprimées avec des unités différentes, il suffit de les convertir dans une

même unité avant de procéder à l'addition.

Exemples :

1 pouce + 10 mm = 25,4 mm + 10 mm = 35,4 mm

2,5 litres + 25 cl = 250 cl + 25 cl = 275 cl ou 2,75 litres

13h50 + 30 min = 14 h 20

Addition écrite Placer les nombres les uns au-dessus des autres en alignant les chiffres de même rang

(unités, dizaines, centaines, ... ou dixièmes, centièmes etc.) Commencer alors l'addition par la droite en marquant les reports au-dessus. +4 = 11 ; on pose 1 et on reporte 1

1+3+6 = 10 ; on pose 0 et on reporte 1

1+2+1 = 4 ; on pose 4 ; la réponse est 401

Exercices Calculer sans oublier de noter les unités choisies

1 km + 250 m =

5 cm + 12 mm=

2h40 + 50 min =

200 W + 4 kW =

2,5 km + 1400 m =

0,5 km + 80 m =

800 W + 2 kW =

2,4 m + 70 cm =

1,2 kg + 850 gr =

8h30 + 50 min =

1-5

Sommes algébriques

Calculs écrits

Calculez par écrit : 117,62 + 90,88 = 0,492 + 0,0795 = Complétez les opérations suivantes :

Luc De Mey Opérations arithmétiques 1-6 Carrés magiques Carré magique : Placez dans chacune des cases un chiffre

différent de sorte que dans toutes les directions le total fasse 15

Complétez le tableau suivant de sorte que tous les nombres de 1 à 25 y figurent une fois et que dans toutes les directions la somme soit de 65

1-7

La soustraction Définition La soustraction est en quelque sorte l'opération inverse de l'addition.

Connaissant la somme de deux valeurs et l'une de celles-ci on cherche l'autre. "Premier terme - Second terme =

Différence

Comme pour l'addition, la soustraction n'est possible que si on soustrait des grandeurs de même nature. Impossible donc de calculer 2m - 4s !quotesdbs_dbs11.pdfusesText_17